[发明专利]非线性解相关融合超声多参量的热凝固检测与成像方法

权利要求书

1.一种非线性解相关融合超声多参量的热凝固检测与成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、热消融过程中采集多波束脉冲逆转超声射频信号并存储成像参数；所述热消融过程为由某种能量转化引起的组织快速升温导致的局部凝固性坏死，包括微波热消融、射频热消融、激光热消融和高强度聚焦超声热消融；

(2)、根据射频信号和成像参数构建带通滤波器，提取信号谐波分量，得到脉冲逆转谐波信号矩阵；

(3)、选取合适母小波对脉冲逆转谐波信号矩阵的所有采样线进行相关分析，提取最大相关尺度下的相关系数，构建非线性解相关二维相关系数矩阵；

(4)、对相关系数矩阵进行超声多参量估计，以超声B模式图像为基础构建超声多参量热凝固识别图像；

所述的步骤(3)具体为：

(3.1)、根据超声B模式图像中热凝固位置，在获取的脉冲逆转谐波数据矩阵中选取对应位置上的一个代表数据点Q，记录其位置为(m,n)；

(3.2)、提取经过Q点的扫描线，即第n条扫描线，以及该扫描线左右两侧各p条扫描线，共2p+1条扫描线；

(3.3)、根据成像参数中的采样率f_s，对上述2p+1条扫描线进行连续小波变换，提取最大相关系数对应频率f_M；具体操作包括：

(3.3.1)、选取合适母小波，所述母小波包括Haar小波，Daubechies小波，Morlet小波，Mexican Hat小波，Bump小波，母小波根据原始信号的特征及期望的分析目标进行选择；

(3.3.2)、选定的母小波对上述第n条扫描线进行连续小波变换，母小波通过尺度变换形成一系列能够对原始信号进行多尺度分析的小波函数，这些小波函数与原始信号的某一段进行相关运算，并通过时移与整条信号线进行运算，得到对应相关系数；

(3.3.3)、根据连续小波变换得到的相关系数绘制时频分布图，其横坐标为扫描线采样点数，范围为1～M，纵坐标为连续小波变换中母小波通过尺度变换得到的一组频率，幅度为连续小波变换相关系数；

(3.3.4)、提取时频分布矩阵的第m列绘制为频率曲线，该曲线横坐标为连续小波变换频率，纵坐标为连续小波变换相关系数，其中m为代表数据点Q在二维数据矩阵中的纵坐标位置；

(3.3.5)、识别频率曲线中相关系数最大点对应的频率f_m，判断该频率尺度下的小波函数具有与代表数据点Q所在信号段最为相似的特征；

(3.3.6)、对提取的2p+1条扫描线均进行步骤(3.3.2)，(3.3.3)，(3.3.4)和(3.3.5)，对获得的2p+1个f_m，求均值复合得到频率f_M，判断该频率尺度下的小波函数具有与热凝固区域最为相似的特征；

(3.4)、对数据矩阵中所有N条扫描线进行连续小波变换，获取对应N幅时频图；

(3.5)、提取N幅时频图中f_M对应的大小为M*1的相关系数向量；

(3.6)、将原数据矩阵中的扫描线替换为对应相关系数向量，获得非线性解相关二维相关系数矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种非线性解相关融合超声多参量的热凝固检测与成像方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：

(1.1)、将超声成像及数据采集设备置于热消融剖面，驱动超声换能器发射两次0相和180相的超声脉冲波束组，即0相和180相各发射一次再重复操作，分别将两次波束组回波信号进行复合，再将两复合信号进行相加抑制线性信号；

(1.2)、实时获取前、中、后期超声B模式图像，同步采集并存储超声射频数据和成像参数；

所述超声射频数据为波束合成后，包络检波前的信号，离散存储为二维数据点矩阵，大小为M*N；

所述成像参数包括超声发射频率f_c，采样率f_s，视野尺寸D*W，D视野深度/mm；W视野宽度/mm；扫描线数N，单条扫描线采样点数M。